基礎：計算機是什麼
馮紐曼架構（von Neumann architecture）
/ fon NOY-mahn /
想像一間只有一名工人的小工坊。有一個老闆負責讀指示、下命令（控制單元），有一張擺著工具、真正動手做事的工作檯（資料路徑），有一個又大又單一的架子同時放著指令單與零件（記憶體），還有一道用來收貨與出貨的門（輸入輸出）。一切都透過共用的走廊溝通（匯流排）。這個簡單卻影響深遠的電腦藍圖，就是馮紐曼架構，得名自 1945 年描述它的數學家 John von Neumann。
它的決定性特徵，是指令與資料共用同一塊記憶體，並透過共同的路徑存取。處理器分成控制單元（負責提取、解碼指令並指揮一切）與資料路徑（存放暫存器，以及真正做運算的算術邏輯單元）。記憶體存放儲存的程式與其資料，輸入輸出連接外部世界，匯流排則是把這一切綁在一起的導線。機器只是不斷重複：從記憶體提取一條指令、解碼、執行、再重複。
你用過的幾乎每一台通用電腦，都遵循這個模型。它一個著名的弱點是馮紐曼瓶頸：因為指令與資料共用通往記憶體的單一路徑，每一條指令與每一筆資料都得擠過同一道門，處理器可能會餓著肚子等它。現代結構的許多部分——快取、更寬的記憶體路徑、整套記憶體階層——都是對這道共用門的回應。
在馮紐曼機器上，提取下一條指令與載入一筆資料都走同一條記憶體路徑。若兩者相爭，其中一個就得等——這種爭用正是這個設計著名的瓶頸。
通往記憶體的單一共用門：簡單、通用，也是瓶頸的來源。
這個模型以馮紐曼命名，但其實奠基於許多人（Eckert、Mauchly 等）的工作；那份報告掛了他的名字，所以這份功勞——無論公不公平——就這麼跟著他了。
又稱
另見